《Biological Conservation》:Victims of the cure: Determining the pollinator and necrophage biodiversity costs of Japanese beetle [
Popillia japonica] traps
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本研究针对日本金龟子(Popillia japonica)诱捕器在北美广泛使用过程中造成的非目标有益昆虫(传粉者和食腐昆虫)误捕问题,通过对加拿大魁北克南部20个农场360个诱捕器样本的系统分析,揭示了季节变化、景观组成和气象条件对误捕模式的显著影响。研究发现传粉者误捕高峰出现在季节早期且与高温低湿条件正相关,而食腐昆虫误捕在八月末达到峰值且偏好凉爽多雨环境。研究为优化诱捕器部署策略以平衡害虫防控与生物多样性保护提供了重要科学依据。
在农业害虫防控领域,日本金龟子(Popillia japonica)作为极具破坏性的入侵物种,其诱捕器的使用已成为北美地区重要的监测和防控手段。然而,这种看似高效的防治工具背后隐藏着不容忽视的生态代价——诱捕器在捕获目标害虫的同时,往往会误捕大量非目标有益昆虫,特别是对生态系统服务功能至关重要的传粉昆虫(pollinators)和食腐昆虫(necrophages)。随着全球传粉昆虫种群衰退现象日益严峻,以及食腐昆虫在养分循环中不可替代的作用得到重视,评估诱捕器使用对生物多样性的影响显得尤为迫切。
这项发表在《Biological Conservation》的研究首次系统评估了日本金龟子诱捕器对传粉者和食腐昆虫生物多样性的综合影响。研究团队在加拿大魁北克南部沿农业集约化梯度选取20个农场,通过2024年6月至9月期间收集的360个诱捕器样本,详细分析了季节变化、日本金龟子丰度、景观组成和气象条件对误捕模式的影响。
研究采用的关键技术方法包括:使用Bioprotec?日本金龟子诱捕器进行标准化昆虫采样;基于Agriculture and Agri-Food Canada的2024年度作物清单进行景观特征分析;应用广义线性混合模型(GLMM)进行统计建模;利用主成分分析(PCA)量化景观梯度;通过物种丰富度曲线评估生物多样性。
研究结果揭示了显著的误捕规律:在传粉昆虫方面,共鉴定出10种蜜蜂科(Apidae)昆虫,包括意大利蜜蜂(Apis mellifera)和急王蜂(Bombus impatiens)等主要种类。传粉者误捕高峰出现在季节早期(6月18日-7月11日),其数量随季节推进显著下降(GLMM: Z=-7.047, p<0.001)。气象条件分析显示,高温(β=0.500, p=0.0012)和低湿(β=-0.7786, p<0.001)条件下传粉者误捕率更高。景观分析发现,集约化农业区和自然生境区均出现较高误捕率,呈现U型分布 pattern。
食腐昆虫方面,共记录7种2属,以绒毛埋葬甲(Nicrophorus tomentosus)和美亡葬甲(Necrophila americana)为优势种。与传粉者相反,食腐昆虫误捕在8月末达到峰值(GLMM: Z=7.337, p<0.001),且偏好凉爽(β=-0.8966, p<0.001)、多雨(β=0.2651, p=0.0381)的条件。景观分析显示中度集约化农业区误捕率最高,而自然生境和高度集约化区域误捕较少。
特别值得注意的是日本金龟子丰度对误捕的调节作用:传粉者误捕随日本金龟子数量增加而减少(交互作用β=-0.1547, p<0.001),表明大量日本金龟子可能释放的尸源性挥发物对传粉者有驱避作用;而食腐昆虫误捕则随日本金龟子数量增加而增加(交互作用β=0.0891, p=0.0366),证实了它们对分解信号的趋性。
研究结论强调,虽然单个诱捕器的误捕数量对传粉昆虫种群影响有限,但对种群密度较低的食腐昆虫可能造成显著生态影响。基于这些发现,研究提出了五项优化建议:使用绿色、黑色等避开花粉传播者视觉光谱的诱捕器颜色;减少对蜜蜂有强吸引力的香叶醇(geraniol)使用;避免在季节早期部署诱捕器以降低传粉者误捕;合理规划诱捕器布局避开自然生境和中度农业区;根据日本金龟子丰度及时清空诱捕器。
这项研究为平衡害虫防控与生物多样性保护提供了关键科学依据,对制定可持续的农业害虫管理策略具有重要意义。特别是在日本金龟子持续入侵欧洲和新地区的背景下,该研究为大规模监测和根除计划中的诱捕器使用提供了生态风险评估框架,推动了有害生物综合治理(IPM)策略的完善与发展。